Uma máquina térmica que opera de acordo com o ciclo de Carnot realiza
de trabalho por ciclo e tem uma eficiência de 45,0%. Determine w,
e
para um ciclo.
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre Máquinas Térmicas que opera com o Ciclo de Carnot. A gente tem que encontrar três coisas: o trabalho realizado por ciclo (
), o calor absorvido pelo sistema (
) e o calor liberado para o ambiente (
). Para isso, vamos usar a eficiência da máquina e as relações básicas das máquinas térmicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é eficiência (
). A eficiência de uma máquina térmica é a razão entre o trabalho realizado (
) e o calor absorvido (
):
No nosso caso, a eficiência é de 45,0%, ou seja,
, e o trabalho realizado por ciclo é
.
Passo 3
Vamos usar a fórmula da eficiência para encontrar o calor absorvido (
):
Agora, resolvendo para
:
Passo 4
Sabemos que em um Ciclo de Carnot, a diferença entre o calor absorvido e o calor liberado é igual ao trabalho realizado:
Já temos
e
. Vamos substituir na equação para encontrar
:
Resolvendo para
: